Question

Por una tubería de acero de 1.5 pulg circula benceno a 60 ºC a razón de 24 L/min, determinar la diferencia de presión entre dos puntos separados 150 m, si la tubería se encuentra en posición horizontal. Considérese que el peso específico del benceno es de 8.62 kN/m

Answer 1

La diferencia de presión entre el tramo de 150m es de ΔP = 18.533 kPa

Explicación paso a paso:

Datos del enunciado: (Conversiones directas)

D = 1.5 in = 0.0381 m

T = 60 °C

γ = 8.62 kN/m³

Q = 24 L/min = 0.004m³/s

μ = 6.04 * 10⁻⁴ Pa.s

tubería de acero Sch 40 ⇒ ε = 0.10mm

velocidad del flujo

Q = VA

V = Q/A = 4Q/πD²

V = 4*0.004m³/s / π (0.0381 m)²

V = 0.35 m/s

Calculamos Numero de Reynolds

Re = γVD/gμ

Re = 8.62 kN/m³*0.35 m/s* (0.081 m) / 6.04 * 10⁻⁷ kPa.s

Re = 404597.68

Calculamos factor de fricción

f = 0.25/ [log((ε/D)/3.7 + 5.74/Re⁰'⁹)]²

f = 0.25/ [log((0.10mm/0.0381 m/1000)/3.7 + 5.74/04597.68⁰'⁹)]²

f = 0.0876

Perdidas en el tramo de tubería

hf = fL/D V²/2g

hf = 0.0876 * 150m/0.0381m (0.35m/s)²/2*9.81m/s²

hf = 2.15 mca

Hacemos un balance de energía y aplicamos la ecuacion de Bernoulli

H2 = H1 + hf

P2/γ + V2²/2g + Z2  = P1/γ + V1²/2g + Z1  + hf

P2/8.62 kN/m³ + (0.35m/s)²/2*9.81m/s² + 0  = P21/8.62 kN/m³ +  (0.35m/s)²/2*9.81m/s² + 0  + 2.15m

ΔP = 8.62 kN/m³ *2.15m

ΔP = 18.533 kPa

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